Un semi-conducteur est un matériau dont la conductivité se situe entre celle d'un conducteur et celle d'un isolant. Le silicium est le plus courant. Il conduit l'électricité dans certaines conditions et la bloque dans d'autres. Cette propriété permet de fabriquer des transistors, des diodes et des circuits intégrés. Sans semi-conducteurs, il n'y aurait pas d'ordinateurs.

Les semi-conducteurs sont dopés avec des impuretés pour modifier leurs propriétés. Les semi-conducteurs de type N possèdent des électrons supplémentaires, tandis que ceux de type P possèdent des trous. Leur association forme une jonction pn, qui permet au courant de circuler dans un seul sens. Les transistors exploitent ce principe pour commuter et amplifier les signaux. Des milliards de transistors sont intégrés sur une seule puce.

Matériaux semi-conducteurs courants

• Silicium : dominant, abondant, bien compris
• Germanium : transistors primitifs, désormais niche
• Arséniure de gallium : optoélectronique à haute vitesse
• Carbure de silicium : haute puissance, haute température
• Nitrure de gallium : puissance et RF efficaces

La production de semi-conducteurs est concentrée. Taïwan, la Corée du Sud et la Chine dominent le secteur. Les États-Unis, l'Europe et le Japon investissent pour relocaliser leur production. La chaîne d'approvisionnement des puces est un enjeu géopolitique majeur. Les semi-conducteurs sont le nouvel or noir.